具有高安培容量的电连接器系统的制作方法

本公开涉及电连接器，并且尤其涉及一种具有带有内部弹簧构件的凸形端子组件的连接器系统。凸形端子组件具有包括曲线延伸部的形状并且满足严格的工业性能标准和生产要求。该连接器系统还包括具有接纳器的凹形端子组件，该接纳器被配置为接纳凸形端子组件的延伸部。凸形端子组件和凹形端子组件在各种安装和应用中为连接器系统提供高安培容量性能。

背景技术：

1、在过去的几十年中，在汽车和其它在路车辆和越野车(诸如皮卡车、商业卡车、半卡车、摩托车、全地形车辆和运动型多功能车)(统称为“机动车辆”)中使用的电气部件的数量显著地增加。出于各种原因，将电气部件用于机动车辆，包括但不限于监测、改进和/或控制车辆性能、排放、安全性和为机动车辆的乘员创造舒适感。这些电气部件通过传统的连接器组件以机械的方式和电的方式在机动车辆内连接，这些传统的连接器组件由金属圈和螺纹紧固件组成。已经花费了大量时间、资源和能量来开发满足机动车辆市场的各种需求和复杂性的连接器组件，然而，传统的连接器组件具有多种缺点。

2、由于许多条件，包括但不限于使得初始安装困难的空间约束、苛刻的天气条件、振动、热负荷和寿命(所有这些都可能导致部件和/或连接器故障)，机动车辆对于电气部件和连接器组件两者来说都是具有挑战性的电气环境。例如，通常发生在装配厂中的不正确安装的连接器以及通常发生在现场的脱落连接器是电气部件和机动车辆的两种显著故障模式。这些故障模式中的每一者都导致大量的修理和保修成本。例如，全球所有汽车制造商和他们的直接供应商的累计年度质保费用经估计在500亿美元和1500亿美元之间。

3、更合适的是，稳健的连接器系统必须不受恶劣的操作条件、长时间的振动和过热的影响，特别是不受积聚在车辆“发动机罩”下的热负荷的影响。为了创造一种稳健的解决方案，许多公司已经设计了弹簧加载的连接器的变体，这些变体具有将连接器保持在适当位置的特征。这种弹簧致动连接器通常具有某种指示，以显示其被完全插入。有时，连接器上的弹簧致动特征由塑料制成。其它时候，连接器上的弹簧致动特征由弹簧钢制成。遗憾的是，尽管较新的连接器是对使用金属圈和螺纹连接器的现有连接器的改进，但是仍然存在太多故障。

4、传统的弹簧致动连接器组件在机动车辆应用中易于发生故障的部分原因是由于该组件的设计，即，弹簧元件(诸如突片)位于连接器的外周上。通过将弹簧突片放置在连接器的外表面上，制造商试图使组件的部件的接合对于在工厂中组装部件的工人来说是明显的。遗憾的是，对于塑料和金属两者，汽车环境的升高的温度使得外围弹簧易于过早发生故障。机动车辆的发动机舱到达或超过100℃并不少见，其中机动车辆发动机的单独部件达到或超过180℃。在100℃，大多数塑料开始塑化，降低外围弹簧致动元件的保持力。在100℃，弹簧钢的热膨胀将降低外围弹簧致动连接器的保持力。此外，当弹簧钢在高温和低温之间重复地进行热循环时，与由弹簧钢形成的弹簧致动特征有关的是弹簧钢中固有的残余材料记忆效应。在许多温度循环之后，弹簧钢将开始恢复到其原始的、预先形成的形状，这降低了弹簧致动元件与连接器系统的其他部件的保持力。这种行为使得传统连接器系统容易受到振动和故障的影响，振动和故障中的每一者都显著降低传统连接器的性能和可靠性。由于这些和许多其他原因，机动车辆行业需要一种更可靠的连接器系统，该连接器系统是低成本的、耐振动的、耐高温的且具有更好的整体电气和机械性能。

5、存在对机械上简单、重量轻、廉价、耐振动、耐高温且稳健的电连接器系统的显著市场需求，其具有用于配电系统(例如机动车辆中的配电系统)中的高安培容量。背景部分中提供的描述不应仅仅因为在背景部分中提及或与背景部分相关而被认为是现有技术。背景部分可以包括描述主题技术的一个或多个方面的信息。

技术实现思路

1、根据本发明的一个方面，连接器系统以高安培容量性能为特征并且包括凸形连接器组件和凹形连接器组件。凸形和凹形连接器组件都具有壳体和端子。凸形端子组件被设计和被配置为装配在凹形端子内，这在这些端子之间形成机械和电连接。特别地，凸形端子组件包括内部弹簧构件，该内部弹簧构件被设计为与凸形端子的延伸部相互作用，以确保在凸形端子和凹形端子之间产生正确的连接。凹形端子组件包括接纳器，该接纳器被配置为接纳凸形端子组件的延伸部。

2、凸形端子组件具有最后延伸部凸形端子主体，其包括多个接触臂。弹簧构件嵌套在凸形端子主体内。弹簧构件抵抗向内偏转并且在接触臂上施加向外指向的力，从而在凸形端子抵靠凹形端子并且在凹形端子内的情况下产生正连接和保持力。与其它现有技术连接系统不同，当连接器系统经历升高的温度、热循环和电力施加(特别是高电流负载)时，凸形端子和凹形端子之间的连接变得更牢固。

3、在考虑以下详细描述和附图后，本公开的其他方面和优点将变得显而易见，其中在整个说明书中，相似的数字表示相似的结构。

技术特征：

1.一种用于在配电系统中使用的连接器系统，所述连接器系统包括：

2.根据权利要求1所述的连接器系统，其中所述基壁具有最后延伸部和最前延伸部，并且其中基壁长度在所述最后延伸部和所述最前延伸部之间延伸，并且所述多个接触臂中的每个接触臂具有在所述基壁的所述最前延伸部到所述接触臂的最前延伸部之间延伸的接触臂长度；并且

3.根据权利要求1所述的连接器系统，其中所述多个接触臂中的每个接触臂具有限定接触臂宽度的宽度，并且每个接触臂开口具有限定接触臂开口宽度的宽度；并且

4.根据权利要求1所述的连接器系统，其中所述多个接触臂中的每个接触臂具有限定接触臂宽度的宽度，并且在每个接触臂之间延伸的是具有接触臂开口宽度的接触臂开口；并且

5.根据权利要求1所述的连接器系统，其中所述弹簧构件没有被配置为使所述多个弹簧臂在所述多个接触臂内对准的结构。

6.根据权利要求1所述的连接器系统，其中所述多个接触臂内的接触臂包括自由端，当所述弹簧构件被定位在所述弹簧接纳器内时，所述自由端抵靠所述多个弹簧臂内的弹簧臂的外表面。

7.根据权利要求1所述的连接器系统，其中所述凸形端子主体的所述第一材料包括铜，并且所述弹簧构件的所述第二材料包括铁。

8.根据权利要求1所述的连接器系统，还包括包围所述凸形端子组件的大部分的凸形端子壳体。

9.根据权利要求8所述的连接器系统，其中所述凸形端子壳体包括多个隔离壁，所述多个隔离壁被定位在所述多个接触臂内的接触臂中的每个接触臂之间。

10.根据权利要求8所述的连接器系统，其中所述凸形端子壳体包括多个接触臂开口，其中每个接触臂孔被配置为仅接纳所述多个接触臂中的单个接触臂触头。

11.根据权利要求8所述的连接器系统，其中所述凸形端子壳体包括外部壳体部分，所述外部壳体部分围绕所述接触臂并且被定位在所述接触臂外部。

12.根据权利要求11所述的连接器系统，其中所述外部壳体部分被定位为远离所述接触臂一定距离，以在所述接触臂与所述凸形端子壳体的所述外部壳体部分之间形成间隙。

13.一种用于在配电系统中使用的连接器系统，所述连接器系统包括：

14.根据权利要求13所述的连接器系统，还包括凸形端子组件，所述凸形端子组件包括所述凸形端子主体和内部弹簧构件，所述内部弹簧构件由第二材料形成并且尺寸被设定为位于所述凸形端子主体的所述弹簧接纳器内。

15.根据权利要求14所述的连接器系统，其中所述弹簧构件没有被配置为使所述多个弹簧臂在所述多个接触臂内对准的结构。

16.根据权利要求14所述的连接器系统，其中所述弹簧构件包括沿着曲线弹簧臂路径布置的多个弹簧臂。

17.根据权利要求16所述的连接器系统，其中所述曲线接触臂路径和所述曲线弹簧臂路径协同地尺寸被设定为和被定位为，当所述连接器系统处于特定状态或经受某些操作条件时，在所述多个接触臂和所述多个弹簧臂之间产生机械相互作用。

18.根据权利要求13所述的连接器系统，其中凸形端子主体没有包围包含在所述多个接触臂中的任一个接触臂的延伸部。

19.根据权利要求13所述的连接器系统，其中所述多个接触臂中的每个接触臂具有限定接触臂宽度的宽度，并且在每个接触臂之间延伸的是具有接触臂开口宽度的接触臂开口；并且

20.根据权利要求13所述的连接器系统，其中所述多个接触臂中的每个接触臂具有限定接触臂宽度的宽度，并且在每个接触臂之间延伸的是具有接触臂开口宽度的接触臂开口；并且

21.一种用于在配电系统中使用的连接器系统，所述连接器系统包括：

22.根据权利要求21所述的连接器系统，还包括凸形端子组件，所述凸形端子组件包括所述凸形端子主体和内部弹簧构件，所述内部弹簧构件由第二材料形成并且尺寸被设定为位于所述凸形端子主体的所述弹簧接纳器内。

23.根据权利要求22所述的连接器系统，其中所述弹簧构件没有被配置为使所述多个弹簧臂在所述多个接触臂内对准的结构。

24.根据权利要求22所述的连接器系统，其中所述弹簧构件包括沿着曲线弹簧臂路径布置的多个弹簧臂。

25.根据权利要求24所述的连接器系统，其中所述曲线接触臂路径和所述曲线弹簧臂路径协同地尺寸被设定为和被定位为，当所述连接器系统处于特定状态或经受某些操作条件时，在所述多个接触臂和所述多个弹簧臂之间产生机械相互作用。

26.根据权利要求21所述的连接器系统，其中凸形端子主体没有包围包含在所述多个接触臂中的任一个接触臂的延伸部。

27.根据权利要求21所述的连接器系统，其中所述凸形端子主体包括基壁，所述基壁具有最后延伸部和最前延伸部，并且其中基壁长度在所述最后延伸部和所述最前延伸部之间延伸，并且所述多个接触臂中的每个接触臂具有在所述基壁的所述最前延伸部和所述接触臂的最前延伸部之间延伸的接触臂长度；并且

28.根据权利要求21所述的连接器系统，还包括包围所述凸形端子主体的大部分的凸形端子壳体。

29.根据权利要求28所述的连接器系统，其中所述凸形端子壳体包括多个隔离壁，所述多个隔离壁被定位在所述多个接触臂内的接触臂中的每个接触臂之间。

30.根据权利要求28所述的连接器系统，其中所述凸形端子壳体包括多个接触臂孔，其中每个接触臂孔被配置为仅接纳所述多个接触臂内的单个接触臂触头。

31.根据权利要求28所述的连接器系统，其中所述凸形端子壳体包括外部壳体部分，所述外部壳体部分围绕所述接触臂并且被定位在所述接触臂外部。

32.根据权利要求31所述的连接器系统，其中所述外部壳体部分被定位为远离所述接触臂一定距离，以在所述接触臂与所述凸形端子壳体的所述外部壳体部分之间形成间隙。

33.一种用于在配电系统中使用的连接器系统，所述连接器系统包括：

34.根据权利要求33所述的连接器系统，还包括凸形端子组件，所述凸形端子组件包括所述凸形端子主体和内部弹簧构件，所述内部弹簧构件由第二材料形成并且尺寸被设定为位于所述凸形端子主体的所述弹簧接纳器内。

35.根据权利要求34所述的连接器系统，其中所述弹簧构件没有被配置为使所述多个弹簧臂在所述多个接触臂内对准的结构。

36.根据权利要求34所述的连接器系统，其中所述多个接触臂沿着曲线接触臂路径布置，并且所述弹簧构件包括沿着曲线弹簧臂路径布置的多个弹簧臂。

37.根据权利要求36所述的连接器系统，其中所述曲线接触臂路径和所述曲线弹簧臂路径协同地尺寸被设定为和被定位为，当所述连接器系统处于特定状态或经受某些操作条件时，在所述多个接触臂和所述多个弹簧臂之间产生机械相互作用。

38.根据权利要求33所述的连接器系统，其中所述凸形端子主体包括基壁，所述基壁具有最后延伸部和最前延伸部，并且其中基壁长度在所述最后延伸部和所述最前延伸部之间延伸，并且所述多个接触臂中的每个接触臂具有在所述基壁的所述最前延伸部和所述接触臂的最前延伸部之间延伸的接触臂长度；并且

39.根据权利要求1至38中一项所述的连接器系统，还包括凹形连接器组件，所述凹形连接器组件具有带有凹形插孔的凹形端子。

40.根据权利要求39所述的连接器系统，其中所述连接器系统：(i)被配置为在所述凸形端子主体和所述凹形端子之间传递超过500安培，其中上升超过所述连接器系统在其中操作的环境温度小于55℃，并且(ii)没有帮助将所述凸形端子主体的延伸部定位在所述凹形插孔内的杆件。

41.根据权利要求39所述的连接器系统，其中需要小于45牛顿的插入力来将所述凸形端子主体的延伸部定位在所述凹形插孔内，以将所述连接器系统置于完全连接状态sfc。

42.根据权利要求41所述的连接器系统，其中当所述连接器系统处于所述完全连接状态sfc时，所述连接器系统被配置为在所述凸形端子主体与所述凹形端子之间传递超过500安培，其中上升超过所述连接器系统在其中操作的环境温度小于55℃。

43.根据权利要求39所述的连接器系统，其中需要小于在uscar 2级规范中提供的插入力极限的插入力来将所述凸形端子主体的延伸部定位在所述凹形插孔内，以将所述连接器系统置于完全连接状态sfc。

44.根据权利要求43所述的连接器系统，其中在所述完全连接状态sfc下，所述连接器系统被配置为：在上升超过所述连接器系统在其中操作的环境温度80℃下并且在80％的电流降额下，在所述凸形端子主体和所述凹形端子之间传递超过500安培。

45.根据权利要求39所述的连接器系统，还包括连接构件，所述连接构件在主体连接位置处联接到所述凸形端子主体的后延伸部，其中所述连接构件具有在所述主体连接位置处限定的横截面积；

46.根据权利要求1至12、17、25或37中任一项所述的连接器系统，还包括凹形连接器组件，所述凹形连接器组件具有带有凹形插孔的凹形端子；并且

47.根据权利要求1至12、17、25或37中任一项所述的连接器系统，还包括凹形连接器组件，所述凹形连接器组件具有带有凹形插孔的凹形端子；并且

48.根据权利要求1至12、17、25或37中任一项所述的连接器系统，其中所述多个接触臂和所述多个弹簧臂之间的所述机械相互作用包括由所述多个弹簧臂施加在所述多个接触臂上的向外指向的偏置力。

49.一种用于在配电系统中使用的连接器系统，所述连接器系统包括：

50.一种用于在配电系统中使用的连接器系统，所述连接器系统包括：

51.一种用于在配电系统中使用的连接器系统，所述连接器系统包括：

52.一种用于在配电系统中使用的连接器系统，所述连接器系统包括：

53.根据权利要求49至51中一项所述的连接器系统，还包括包围所述凸形端子组件的大部分的凸形端子壳体。

54.根据权利要求53所述的连接器系统，其中所述凸形端子壳体包括多个隔离壁，所述多个隔离壁被定位在所述多个接触臂内的接触臂中的每个接触臂之间。

55.根据权利要求53所述的连接器系统，其中所述凸形端子壳体包括多个接触臂开口，其中每个接触臂孔被配置为仅接纳所述多个接触臂内的单个接触臂触头。

56.根据权利要求53所述的连接器系统，其中所述凸形端子壳体包括外部壳体部分，所述外部壳体部分围绕所述接触臂并且被定位在所述接触臂外部。

57.根据权利要求56所述的连接器系统，其中所述外部壳体部分被定位为远离所述接触臂一定距离，以在所述接触臂与所述凸形端子壳体的所述外部壳体部分之间形成间隙。

58.根据权利要求49至51中一项所述的连接器系统，其中所述凸形端子组件包括凸形端子主体，所述凸形端子主体具有沿着曲线接触臂路径布置的多个接触臂。

59.根据权利要求58所述的连接器系统，其中凸形端子组件没有所述凸形端子主体的包围包含在所述多个接触臂中的任一个接触臂的延伸部。

60.根据权利要求58所述的连接器系统，其中所述凸形端子主体还包括：(i)弹簧接纳器，和(ii)具有最前延伸部的基壁；并且

61.根据权利要求60所述的连接器系统，其中所述基壁具有最后延伸部和最前延伸部，并且其中基壁长度在所述最后延伸部和所述最前延伸部之间延伸，并且所述多个接触臂中的每个接触臂具有在所述基壁的所述最前延伸部和所述接触臂的最前延伸部之间延伸的接触臂长度；并且

62.根据权利要求58所述的连接器系统，其中所述多个接触臂中的每个接触臂具有限定接触臂宽度的宽度，并且在每个接触臂之间延伸的是具有接触臂开口宽度的接触臂开口；并且

63.根据权利要求58所述的连接器系统，其中所述多个接触臂中的每个接触臂具有限定接触臂宽度的宽度，并且在每个接触臂之间延伸的是具有接触臂开口宽度的接触臂开口；并且

64.根据权利要求58所述的连接器系统，其中所述凸形端子组件包括内部弹簧构件，所述内部弹簧构件尺寸被设定为位于所述凸形端子主体的延伸部内。

65.根据权利要求64所述的连接器系统，其中所述弹簧构件没有被配置为使所述多个弹簧臂在所述多个接触臂内对准的结构。

66.根据权利要求64所述的连接器系统，其中所述弹簧构件包括沿着曲线弹簧臂路径布置的多个弹簧臂。

67.根据权利要求66所述的连接器系统，其中所述曲线接触臂路径和所述曲线弹簧臂路径协同地尺寸被设定为和被定位为，当所述连接器系统处于特定状态或经受某些操作条件时，在所述多个接触臂和所述多个弹簧臂之间产生机械相互作用。

技术总结
本发明公开了用于在配电系统中使用的连接器系统，其包括凸形端子组件、凹形端子组件和内部弹簧。该凸形端子组件包括形成有弹簧接纳器的凸形端子主体、基壁和从该基壁向前延伸并且沿着曲线接触臂路径布置的多个接触臂。该接触臂在空间上布置成使得接触臂开口位于该多个接触臂中的一对接触臂之间，并且没有该凸形端子主体的介入结构位于该多个接触臂中的一对接触臂之间。该内部弹簧尺寸被设定为位于该弹簧接纳器内，并且包括沿着曲线弹簧臂路径布置的多个弹簧臂。

技术研发人员：B·纳特尔,J·道森,S·帕夫洛维茨,M·扎伊丹
受保护的技术使用者：伊顿智能动力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12